[发明专利]一种负硬矿井水零排放处理方法

说明书

本发明提供一种负硬矿井水零排放处理方法，包括：一级浓缩预处理、一级降低负硬度、一级软化处理、二级软化处理、二级浓缩、去除氨氮、去除COD、纳滤分盐，得到一价工业结晶盐、二价工业结晶盐和混盐结晶，混盐回溶。本发明是为了解决负硬矿井水中HCO₃^‑浓度过高，以及组分复杂的问题，提供一种负硬矿井水零排放处理方法，通过多级浓缩减量、脱碳器去除HCO₃^‑，以及两级纳滤等有针对性的组合设置，减少药剂量，高效去除钙镁离子、氨氮和COD，并得到高品质的两种结晶盐，实现负硬矿井水零排放处理。

技术领域

本发明涉及水处理技术领域，具体涉及一种负硬矿井水零排放处理方法。

背景技术

高矿化度矿井水一般是指含盐量大于1000mg/L的矿井水，水质多呈中性或偏碱性。随着煤炭生产开发布局的优化，国家能源供应战略西移，使得煤矿高矿化度矿井水的比例大幅度增加。据统计，我国矿井水中约30％为高矿化度矿井水，西北地区高矿化度矿井水的比例则超过50％，成为制约西北煤矿发展最为突出的问题。由于高矿化度矿井水的危害较大，缺乏受纳水体，排放会造成地表水土流失、盐碱化、植被枯萎等。近两年，内蒙古，全力打好碧水保卫战，坚决落实流域水质改善、城市环境保护、矿区环境治理与修复、生态建设、污染防治、春季植树造林、草原防火、矿井水零排放和浓盐水资源化利用等生态文明建设。2018年，神东集团矿区所在的乌兰木伦流域原排水口封闭，废水零排放，城镇以上集中式饮用水水源地水质达到或优于Ⅲ类比例稳定在100％。然而，神东集团现有矿井水处理厂仍按照煤炭工业污染物排放标准设计运行，原有标准排放限值最大是现要求排放限值的100倍，面临环境处罚的风险，旗下矿区矿井水零排放处理成为必由之路。

目前，矿井水的零排放的技术案例相对较少，主要利用“全膜法废水零排放技术”，将高盐矿井水通过再浓缩处理后，使矿井水含盐量提高至100000mg/L左右，同时回收部分淡水。提浓处理可使待处理的高盐矿井水体积减少90％左右。之后对少量剩余的浓缩后浓盐水进行进一步蒸发结晶或者资源化综合利用，例如采用蒸发塘、多效蒸发、工业制盐、生产融雪剂等，从而最大可能地实现对浓盐水中物质的回收利用和零排放。但内蒙古境内多地的煤矿矿井水暂硬高，呈现负硬水特征，软化处理时耗碱量大，运行费用极高，多余的暂硬对后续膜系统存在更高的结垢风险。另一方面，矿井水用水量大且伴随开采深度的不同水质波动大，不利于系统运行的稳定性。因此，矿井水尤其是负硬矿井水的零排放处理方法与传统的电厂脱硫废水的零排放系统不同，有自己特定的待解决的问题。

发明内容

本发明是为了解决负硬矿井水中HCO₃^-浓度过高，以及组分复杂的问题，提供一种负硬矿井水零排放处理方法，通过多级浓缩减量、脱碳器去除HCO₃^-，以及两级纳滤等有针对性的组合设置，减少药剂量，高效去除钙镁离子、氨氮和COD，并得到高品质的两种结晶盐，实现负硬矿井水零排放处理。

本发明提供一种负硬矿井水零排放处理方法，包括如下步骤：

S1、一级浓缩预处理：负硬矿井水依次经原水调节池、一级V型滤池和一级超滤装置进行调节过滤后进入一级反渗透装置进行一级浓缩预处理，得到一级浓缩矿井水；

S2、一级降低负硬度：一级浓缩矿井水进入第一脱碳器通过加入硫酸使HCO₃^-转化为CO₂吹脱，降低负硬度，得到一级降硬矿井水；

S3、一级软化处理：一级降硬矿井水进入第一高密度沉淀池去除钙离子后进入二级超滤装置过滤，得到一级除钙矿井水；

S4、二级软化处理：一级除钙矿井水进入树脂软化装置去除钙镁离子，得到去钙镁离子矿井水；

S5、二级浓缩：去钙镁离子矿井水进入第二脱碳器进一步去除HCO₃^-后进入二级反渗透装置进行二级浓缩，得到二级浓缩矿井水；